无尽商机!SpaceX开通“共享火箭”,小卫星入轨更便宜、能定制?

1.SpaceX将从明年3月开启“共享火箭”

想想您平时如何乘坐公共汽车出城。公交时刻表会告诉您下一辆公交车何时发车,无论公交车多满还是空着,到点就出发,沿着既定路线行驶,乘客则在需要的站下车。

这种“共享搭乘”模式也将适用于卫星发射:在未来,有需要的公司可以为自己的卫星购买火箭的一个位置,搭乘定期发射的火箭升入太空。这种发射模式将会为整个行业带来无尽的商机。SpaceX已经计划在明年3月起,每月执行一次共享搭乘任务。跨国航天公司Arianespace计划于明年5月,开展对低地球轨道的共享搭乘任务,并于2022年实现向对地静止轨道(GEO)的发射。Rocket Lab和Spaceflight等公司也正在规划其共享搭乘计划。

2.NASA的搭乘服务已长达30年

共享搭乘并不是一个全新的概念。NASA利用航天飞机提供搭乘服务已经有近30年了,但是通常都是主要载荷已经支付了发射费用,在还有空间余量的情况下搭载少量小的有效载荷。

但是,随着航天工业最大限度地降低成本,次级有效载荷搭载已成为常态。同时,小型卫星公司的激增促使发射服务提供商开始考虑在一次任务中发送多个小型有效载荷的经济性,发射费用则由多位客户分担。

3.新型共享搭乘模式可以更好满足“特殊需求”

对于卫星公司而言,这种新型共享搭乘模式,比先前作为次级有效载荷搭便车的方式具有更多优势。犹他州立大学的航天工程师Charles Swenson说:“卫星服务提供商之所以喜欢这种新的共享搭乘模式,是因为能得到更好的服务。”卫星公司可以将其卫星部署在发射任务路线上特定的轨道“站点”上,同时将更多地参与制定任务策略,这样发射服务提供商将能够更好地满足卫星公司的特殊需求。

4.“共享卫星”的设计也不同

共享搭乘的发射模式,反过来也将影响卫星制造商进行卫星设计的方式。现在,不少公司都在设计由数百、甚至数千个较小的卫星组成的大型星座,而不再是采用少数功能强大但昂贵的大卫星来提供服务。此外,卫星制造商们也在考虑如何制造一种卫星,使得该卫星可以安全地与其他航天器共享发射任务。这就好比钢制集装箱通过迫使客户制定策略以使物品装满大矩形箱来彻底改变航运业。人们开始制造可堆叠、节省空间、且可以在这些标准容器中安全运输的货物。

5.发射卫星成本更低!重量更轻!

共享搭乘模式所带来的最大影响是,使得将卫星送入更高的轨道变得更加容易和便宜。传统发射不会将有效载荷直接部署到GEO(35786公里的高度)。就像在距离目的地数英里的巴士上停下来一样,这些发射通常会将卫星送入较低的轨道。之后,卫星必须使用昂贵且体积庞大,或太弱需要数月的爬升时间的推进系统自行攀爬直到目标轨道。

但是,共享搭乘模式将有可能将卫星直接送入GEO。Arianespace的GO-1任务有望在2022年完成,直接向GEO发射的共享搭乘任务消除了对重型、昂贵推进系统的需求。Arianespace美国子公司总裁Wiener Kernisan表示:“我们希望能够至少每年提供一次类似GO-1的任务。”Kernisan已经从一些客户那里听说过,他们渴望制造仅重600至1100磅(270至500公斤)的GEO卫星,这对于进入如此高轨道的卫星来说是闻所未闻的。他预计一些卫星制造商的卫星质量甚至可能低至330磅。

6.“上天”的门槛也更低了

依靠基于GEO卫星提供服务的电信公司将渴望节省这笔昂贵的发射费用,但是共享搭乘模式在其他应用中也有不少优势。预计将在未来几年内发射的地球观测卫星,如NASA的“对地球静止空气质量星座”等,可能会变薄变轻。由于成本高昂,大多数科学实验都被禁止进入GEO,但现在可能会改变。例如,NASA的一项名为Excited的实验任务,该任务希望将几颗卫星发射到高轨道倾角中,以研究电离层和热层中的等离子体相互作用。卫星需要实现“L”形的飞行,而共享搭乘模式发射可以轻易地使这些卫星进入指定位置。

当然,共享搭乘式发射工作同样面临巨大挑战。为一次发射准备、存储和管理六个或更多的卫星需要大量的工作。就像有些人错过公共汽车一样,一些卫星客户可能会错过发射。

然而,Arianespace和SpaceX等发射服务提供商已经在考虑是否可以设计高阶助推器来发射,以适应更复杂的共享搭乘任务路线,并在更极端的轨道上发射有效载荷。

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